Вчені вперше поєднали дві існуючі бездротові технології — високошвидкісну електроніку та фотоніку міліметрового діапазону — для досягнення рекордної швидкості бездротової передачі даних. Вчені надіслали дані по повітрю зі швидкістю до 938 гігабіт на секунду (Гбіт/с), встановивши новий рекорд швидкості бездротової передачі.
Новий рекорд, який наближається до 1 терабіт на секунду (Tbps), еквівалентний завантаженню 30 гігабайт (ГБ) фільму 4K Ultra HD за 0,26 секунди. Для порівняння, використання завантаження займе приблизно від 17 до 29 хвилин із використанням середніх з’єднань 5G у США, які коливаються від 140 до 230 мегабіт на секунду (Мбіт/с). У Великобританії, де базуються дослідники, середня швидкість 5G становить приблизно 100 Мбіт/с, тобто досягнута швидкість передачі даних приблизно в 9380 разів вища.
Вчені досягли цього, вперше поєднавши радіо- та оптичні технології, що дозволило їм використовувати радіочастотні (РЧ) хвилі до 150 гігагерц (ГГц). Вони виклали свої методи в новому дослідженні, опублікованому 15 жовтня в The Journal of Lightwave Technology.
Більшість з’єднань 5G передають дані на «вузьких» частотах нижче 6 ГГц. Але ці смуги передачі дуже перевантажені, тобто швидкість, як правило, набагато нижча за теоретичну максимальну швидкість для 5G, яка становить 20 Гбіт/с.
Але майбутні швидкості передачі 6G, ймовірно, займатимуть вищі частоти, ніж вузькі діапазони 5G, що дозволить комунікаційним мережам використовувати набагато вищі швидкості. За даними Глобальної асоціації постачальників мобільного зв’язку (GSA), ці діапазони включають частоти «вищого середнього діапазону» від 7 до 24 ГГц, а також «субтерагерцові діапазони» від приблизно 90 до 300 ГГц.
«Сучасним системам бездротового зв’язку важко йти в ногу зі зростаючим попитом на високошвидкісний доступ до даних, пропускна здатність останніх кількох метрів між користувачем і волоконно-оптичною мережею стримує нас», – старший автор дослідження Чжісінь Лю, професор електротехніки в британському Університетському коледжі Лондона (UCL), йдеться в заяві.
«Нашим рішенням є використання більшої кількості доступних частот для збільшення пропускної здатності, зберігаючи при цьому високу якість сигналу та забезпечуючи гнучкість доступу до різних частотних ресурсів. Це призводить до надшвидких і надійних бездротових мереж, подолаючи вузьке місце між терміналами користувача та Інтернетом.”
Новий підхід вперше поєднує дві існуючі бездротові технології — високошвидкісну електроніку та фотоніку міліметрового діапазону, додав Лю. Остання технологія використовує фотоніку, або світло, для генерації радіочастотних сигналів міліметрового діапазону. Ця гібридна система дозволяє передавати великі обсяги даних бездротовою мережею через діапазони частот, які можна буде використовувати в майбутніх системах, таких як 6G.
Вчені поєднали електронні цифрово-аналогові генератори сигналів, які працюють у діапазоні від 5 до 75 ГГц, з генераторами радіосигналів на основі світла, які дозволяють передавати дані на частотах від 75 до 150 ГГц. За словами вчених, загальна смуга пропускання 145 ГГц була в п’ять разів більшою, ніж система, яка використовувалася для досягнення попереднього світового рекорду бездротової передачі.
Цю гібридну технологію можна використовувати для розповсюдження бездротових сигналів від щогл у людних місцях, щоб люди могли підключитися до цих швидкостей 5G (і, зрештою, 6G) зі своїх смартфонів. Це дасть змогу більшій кількості людей користуватися бездротовими мережами в густонаселених районах, наприклад, на великих концертах, не відчуваючи мережевого трафіку або повільної швидкості.
Вчені лише випробували свою систему в лабораторії, але планують створити прототип, який можна буде використовувати в комерційних умовах. У разі успіху вони сподіваються включити свою технологію в комерційне обладнання протягом наступних п’яти років.